Probenpräparation
Im Gelände wurden ausschließlich Tonsteine beprobt. Im Labor sind von diesen Proben Textur- und in be-stimmten Fällen zusätzlich Pulverpräparate angefertigt worden. Für die Kristallinitäts-Messungen (Textur-Präparate) sind alle Proben (mind. 100 g Material) zunächst per Hand auf eine Korngröße ≤1 cm Kantenlänge zerkleinert worden, wobei offensichtliche Verwitterungskrusten und andere Verunreinigungen entfernt wurden. Um die Proben weiter auf-zuspalten, wurden sie eine halbe Stunde in ein Ultraschallbad gegeben; hier ist durch kontinuierliche Messungen darauf geachtet worden, daß die Wassertemperatur 40 °C nicht überschreitet. Zur Gewinnung der Korngröße <2 µm sind die in Suspension befindlichen Tonminerale anschließend 4 min. bei 1000 rpm unter vorheriger Zugabe des Deflockulanten Na4P2O7 + 10H2O zentrifugiert worden. Die so abgetrennte Tonfraktionslösung ist daraufhin mit Ca2+ -Ionen gesättigt worden, indem 1N CaCl2-Lösung zugefügt wurde. Nach einer ausgedehnten Waschphase, die der Ent-fernung der Elektrolyt-Ionen (Cl-) dient, ist die Suspension im Ofen bei 60 °C eingetrocknet worden. Anschließend wurden exakt 45 mg abgewogen, in einem Ultraschallbad (max. 1 min.) wieder in Suspension gebracht und auf Glas-träger (3x3 cm) pipettiert, wo die Lösung an der Luft eintrocknen konnte. Ziel dieser Vorgehensweise war, eine reproduzierbare Belegungsdichte von 5 mg/cm2 zu erlangen. Von jeder Probe ist ein Präparat hergestellt worden.
Ausgewählte Proben sind für mind. 4 Std. in einem Exikator einer Ethylenglykol-Atmosphäre ausgesetzt worden. Die direkt anschließenden Messungen fanden bei einer konstanten Luftfeuchtigkeit von 30-40 % statt. Für die Pulverpräparate sind ausgewählte Proben in einer Achat-Scheibenschwingmühle pulverisiert und auf Standardproben-halter präpariert worden.
Messverfahren
Alle Röntgenmessungen wurden mit einem Gerät der Fa. Siemens (D 500) durchgeführt. Als Interface zur Steuereinheit (PC-Computer) diente eine DACO MP Messeinrichtung. Zur Steuerung des Röntgengerätes und zur Datenauswertung ist das Programm DIFFRAC AT v3.3 (Siemens 1993) eingesetzt worden. Die Messungen erfolgten mit CuKα-Strahlung bei 30 mA und 40 kV, Aperturen-Blenden von 1°, Detektoren-Blende von 0,15° und Graphit-Monochromator. Die Auswertung (peak-fitting) der Diffraktogramme fand mit dem Siemensprogramm PROFILE (Sie-mens 1993) unter Verwendung einer split-Pearson VII-Funktion statt.
Zur Bestimmung der Tonmineral-Kristallinität und der -Paragenese wurde der Bereich von 2 – 50 °2θ mit einer Scan-Rate von 2,0 °2θ/min. und einer Schrittweite von 0,02 °2θ gemessen. Glykolisierte Proben sind im Bereich von 2 – 30 °2θ gemessen worden. Die weiteren Messparameter für die unterschiedlichen Pulverpräparate sind im Text angegeben.
Alle FWHM-Werte wurden vor der Interpretation auf den CIS-Standard (Warr und Rice, 1994) geeicht (Abb.
A1).
CIS = 0,8396 Messwert + 0,0773
R2 = 0,9584
Abb. A1: Eichkurve für die Standardisierung der experimentellen Messwerte auf CIS (Warr und Rice, 1994); angegeben ist die Glei-chung der Regressionsgeraden, mit der die Messwerte umgerech-net werden müssen, und das Bestimmtheitsmaß (R2) der Regressi-on.
Raster-Elektronen-Mikroskopie (REM)
Von ausgewählten Proben sind Gesteinsbruchstücke senkrecht zur Schichtung (zur bestimmenden Gesteins-textur) auf Probenhalter fixiert und anschließend mit Gold bedampft worden. Von den gleichen Proben wurden weiter-hin polierte Dünnschliffe mit Kohlenstoff bedampft. Als Mikroskop fand die LEO-32 V02.02-Anlage (1997-1999 LEO Electron Micoscopy Ltd, England) im Umwelt-Geochemischen Institut in Heidelberg ihren Einsatz. Die EDX-Analysen erfolgten mit dem Programm Link ISIS 3.2 (1992-1997 Oxford Instruments plc, England).
Transmissions-Elektronen-Mikroskopie (TEM)
Die TEM- und SAED-Aufnahmen wurden freundlicherweise von Laurence Warr zur Verfügung gestellt, der diese während eines Forschungsaufenhaltes am Department of Geological Sciences der University of Michigan (Ann Arbor, USA) im Frühjahr 2001 angefertigt hatte. In Bezug auf die Präparations- und Messmethodik wird daher auf die ausführliche Beschreibung bei Jiang et al. (1997) verwiesen.
Datentabellen
Angegeben sind die Halbwertsbreiten der entsprechenden 00l-Diffraktogramm-peaks in CIS. Die paragenetischen Minerale sind ihrer Häufigkeit nach aufgelistet; ill = Illit; ka = Kaolinit; ML = mixed layers, Wechsel-lagerungsminerale (I/S); chl = Chlorit; qz = Quarz; pyr = Pyrophyllit; lep = Lepidokrokit; cal = Kalzit; alb = Albit.
1997 (001)(002)(003)(004)(005)(001)(002)(003)(004)(005)(001)(003)(005) ca-1-97MoraMora0.3950.3330.3860.3490.4300.3560.3350.3630.3260.449chl, ill, qz, cal ca-2-97""0.5050.4340.4850.5100.4670.5740.3640.4670.315ill, chl, ka, qz, cal ca-3-97LunaHerreria0.5250.4130.4780.4330.522ill ca-4-97""0.5260.4960.4730.4720.543ill ca-13-97Carm.S. Emiliano0.3850.3460.4120.3420.3950.4550.3750.3920.383ill, chl, qz, alb?, cal ca-17-97PormaVégamian0.9700.867qz, ill, ka, ML, cal ca-18-97PormaErmita0.8220.7140.743ill, qz, chl ca-20-97SaberoSabero1.1280.9200.9200.3930.3320.320ka, ill, qz, lep, chl ca-21-97""0.8240.5680.5780.4030.359ill, ka, qz ca-25-97""0.7540.5570.6910.3310.4340.3230.4020.4340.297ill, ka, chl, qz, pyr, alb? ca-29-97RianoWestfal0.5270.4470.5160.4470.3300.3580.309ill, chl, qz, alb? ca-31-97"Westfal0.5040.5610.489ill, qz, feldspat? (alb?), chl 1998 (001)(002)(003)(004)(005)(001)(002)(003)(004)(005)(001)(003)(005) cz-1-98Vegac.Stefan0.3890.3570.4150.3740.3310.348ill, chl, qz, plagioklas cz-3-98SerillaStefan0.5120.4630.4420.4890.497ill, (qz) cz-10-98Caball.Mora0.3570.3290.3650.3410.354ill, chl, qz, cal cz-11-98""0.3820.3500.3850.4400.3700.327ill, chl, qz, alb, cal cz-12-98""0.3720.3460.3740.6690.6770.707ill, chl, qz, alb, ka, cal cz-13-98"Sabero0.3340.3160.359ill, chl, ka, qz, alb (plagiokl.), cal, pyr cz-14-98""0.3490.3360.3920.3780.3260.337ill, chl, qz, alb?, cal cz-15-98""0.4150.3780.4180.3680.3850.325ill, chl, qz, Mg-cal, alb? cz-16-98Magda."0.3380.3190.3710.3440.4430.3660.4540.359ill, chl, qz, plagioklas? cz-18-98""0.5670.4150.4830.3830.4120.3370.3330.4120.297ill, chl, ka, qz, alb? cz-19-98Caball."0.3580.3410.4180.2980.3490.307ill, chl, qz, ka, pyr, alb, talk/saponit? cz-20-98Magda."0.5410.4020.4720.4200.3780.329ill, chl, qz, ka, alb? cz-21-98""0.4920.4060.4080.3580.4130.3000.413ill, ka, chl, qz, lep, cal cz-23-98""0.4090.3640.4120.3300.4160.3110.2920.4160.339ill, chl, ka, qz, cal, alb? cz-24-98Villa.Mora0.3800.3270.2860.3760.3800.3160.290ill, chl, cal, qz cz-25-98"Stefan B0.4930.4300.4640.3660.4540.2630.4540.444ill, chl, ka, lep, qz, pyr cz-26-98""0.4860.4030.4520.4120.4440.3050.3320.4440.320ill, chl, ka, qz, cal, alb? cz-27-98""0.6550.5010.5180.3620.3260.323ka, ill, lep, cal, qz cz-28-98""0.5870.4700.4850.3930.3480.324ka, ill, lep, cal, qz cz-29-98""0.5810.4920.5430.4720.416ill, ka, qz, chl, cal, alb?
ChloritKaolinit Mineral-Paragenese
ProbeLok.Formation
IllitChloritKaolinit Mineral-Paragenese ProbeLok.Formation
Illit
1999 (001)(002)(003)(004)(005)(001)(002)(003)(004)(005)(001)(003)(005) cm-11-9939San Francisco0.4930.4860.3560.6330.8620.6670.5460.3370.2890.289ill, ka, qz, chl, pyr, lept, alb cm-79-9984San Francisco0.8370.7310.6690.6830.727ill, qz cm-81-9985San Francisco1.3930.5851.0810.4060.3600.349ka, ML, ill, qz cm-46-9970Pastora1.4510.6120.5710.6290.8580.7220.3690.3640.315ill, ka, ML, qz, lep, pyr, chl cm-13-9936Pastora0.9280.5920.4630.6430.8350.7640.3550.3550.3150.323ill, ka, chl, qz, pyr cm-36-9962Pastora1.2501.0280.5201.0490.8340.3940.2890.339ka, ML, ill, qz, chl, lep cm-44-9967Pastora1.1610.9010.9800.9150.9870.0870.3720.3160.317ill, ka, lep, qz, cal?, chl? cm-82-9986Pastora1.0321.0880.4590.9000.7370.4120.3460.320ka, ML, ill, qz, chl, pyr, Feldspat? cm-83-9987Pastora1.3700.6650.4370.9330.6400.3670.3520.414ka, ill, qz, pyr, lep cm-84-9987Pastora1.3070.5520.5110.8350.5940.3730.3500.302ill, ka, ML, qz, chl, pyr, alb? cm-94-99100Pastora1.8360.6910.3660.3270.333ka, ML, ill, qz cm-96-99100Pastora2.0090.6571.2170.4060.3550.345ka, ML, ill, goethit, qz, lep cm-119-99113Pastora0.6350.5730.4140.6170.9831.0380.3340.2930.3810.3070.294ill, ka, ML, cal, qz, chl, pyr, alb cm-120-99113Pastora0.8020.5740.3250.6111.0570.3530.2700.311ka, ML, ill, chl, qz, pyr, lep cm-125-99113Pastora0.7680.5530.3090.4970.9720.4400.3490.2920.292ka, ML, ill, chl, qz, pyr, cal, alb? cm-143-99124Pastoracorrensit!!!, smektit, ML, ill, qz, pyr cm-147-99124Pastora0.9210.6410.5540.9030.2990.4080.318ill, ka, chl, ML, qz, gips, pyr cm-171-99135Pastora1.0510.6320.5030.4100.9480.4790.4060.3490.4770.4060.3030.320ill, ka, cal, chl, qz, pyr, lep cm-23-9948Casc.-Roguera0.4420.4190.4420.4350.5600.2740.2580.261ka, ill, qz, pyr, lep, alb? cm-72-9983Casc.-Roguera0.9731.1540.8620.8210.3660.3480.336ill, ka, ML, qz, chl, gips? cm-76-9983Casc.-Roguera0.4650.4040.4130.4350.5290.2880.4190.3000.3700.4190.2720.321ill, ka, chl, qz, pyr cm-87-9988Casc.-Roguera0.3220.3170.3720.3890.4140.3300.3780.2460.2940.2560.318ill, chl, qz, ka, pyr, alb? cm-108-99109Casc.-Roguera0.4000.4040.4050.4010.4680.3800.4330.3590.3150.4330.311ill, chl, ka, qz pyr, illmenit? cm-40-9964Cascajo0.4000.3420.3060.3620.4050.3310.3200.3000.3040.264ill, chl, qz, cal cm-42-9966Cascajo0.4080.3950.4060.4510.5210.3790.3810.2720.3810.3200.293ill, ka, chl, qz, pyr, cal, alb? cm-48-9973Cascajo0.4260.3870.4000.3830.4370.3760.3770.3600.391ill, chl, qz, pyr, alb, ka cm-50-9974Cascajo0.3420.3300.3760.3480.3740.3070.3550.2880.2770.3470.295ill, chl, qz, ka, alb? cm-151-99125Cascajo0.4950.3920.3830.3540.4630.2760.3900.2830.2820.303ill, chl, ka, qz, pyr, cal, alb? cm-164-99134Cascajo0.3780.4050.4060.4500.4750.3010.2660.271ill, ka, qz, pyr, alb, chl cm-165-99134Cascajo0.3970.4200.4130.4760.4860.3140.2700.284ill, ka, qz, cal, alb? cm-166-99134Cascajo0.6010.5070.4640.4620.5940.5860.3260.2770.289ill, ka, qz, pyr, alb, chl cm-54-9976Roguera0.3670.3360.3770.3310.3720.2860.3560.2720.2580.2400.326ill, chl, qz, ka, cal, alb? cm-56-9976Roguera0.4040.3620.3830.3490.4040.3300.3660.2700.2360.2690.506ill, chl, qz, ka, pyr, alb? cm-98-99103Roguera1.0630.7280.9980.3640.3640.331ML, ka, ill, goehtit, qz, chl cm-117-99113Roguera0.5230.4120.4120.4410.5580.4330.4460.4330.5240.4460.2790.357ill, ka, chl, qz, cal, pyr cm-118-99113Roguera1.1710.5940.5910.4930.9520.8020.3250.3610.3280.353ill, ka, ML, cal, qz, chl, pyr, alb cm-21-9945San José0.6380.4210.4320.4180.4560.5960.3660.3500.399ill, chl, qz cm-29-9951San José0.5540.4160.4090.4380.4810.4310.4510.3060.2960.4510.3620.460ill, chl, ka, qz, cal cm-66-9981San José0.7400.4810.4410.4410.5010.3340.287ill, ka, qz, cal, alb?, lep cm-91-9990San José0.4280.3900.4170.4060.5070.3830.4090.2810.4690.4090.2840.332ill, ka, chl, qz, pyr, alb?
ChloritKaolinit Mineral-ParageneseProbeLok.Formation
Illit
Fortsetzung 1999 (001)(002)(003)(004)(005)(001)(002)(003)(004)(005)(001)(003)(005) cm-101-99103San José1.4050.7090.6310.5260.8770.7270.3480.3320.325ML, ka, ill, qz, chl, pyr, lep cm-140-99123San José0.3940.3630.3770.3630.4130.3660.4290.6340.4800.4290.367ill, chl, ka, qz, pyr, cal cm-167-99134San José0.6180.6050.4120.4700.379ill, qz, chl, alb cm-168-99134San José0.5720.5040.3570.5080.4320.3430.3000.321ill, ka, qz, alb? cm-153-99126Bienvenidas1.2230.7310.4910.7960.6260.4170.3320.320ka, ML, ill, chl, pyr, qz, cal cm-15-9942Bienvenidas0.6860.5960.6090.5160.9470.6020.5120.5540.5120.334ill, chl, ka, qz cm-16-9932Bienvenidas0.7860.6440.8190.5870.9710.3900.3970.292ill, ka, ML, qz, cal? cm-63-9980Bienvenidas1.0471.0800.7380.8460.3950.3680.377ka, ML, ill, qz, chl, lep cm-89-9989Bienvenidas1.1090.7640.4290.4250.7930.9310.5370.3890.3450.366ill, ka, ML, chl, qz, pyr, alb? cm-106-99108Bienvenidas0.8220.5040.4790.4920.6330.3550.4580.4130.2960.4580.4230.350ill, chl, ka, qz, pyr, lep cm-113-99110Bienvenidas0.4510.4520.4940.4730.6160.3890.4480.3120.5600.4480.3700.377ill, ka, chl, pyr, qz cm-115-99112Bienvenidas0.8410.5630.4290.4920.6090.5190.4520.4470.404ill, ka, qz, chl, cal, alb? cm-133-99114Bienvenidas1.1090.6470.6100.8980.3920.3510.358ka, ill, qz, ML cm-136-99114Bienvenidas0.6360.4620.4520.4330.5010.4110.3220.357ill, ka, chl, qz, cal, illmenit? cm-138-99114Bienvenidas0.4650.3770.3710.4140.4350.3380.4690.3280.4670.4690.3190.431ill, chl, ka, qz, cal cm-154-99127Bienvenidas1.3010.7500.6290.9250.5410.4330.4430.4330.3580.338ka, ill, chl, qz, ML cm-155-99127Bienvenidas1.0500.5890.6650.7910.5210.4500.3320.4500.3430.302ka, ill, chl, qz cm-161-99130Bienvenidas1.1330.8080.7650.6511.0470.4800.3450.3320.324ka, ill, ML, qz, chl, lep cm-153-99126Bienvenidas1.2230.7310.4910.7960.6260.4170.3320.320ka, ML, ill, chl, pyr, qz, cal cm-31-9953Matallana0.5880.5370.5380.4450.5020.5720.4000.3720.337ill, ka, ML, lep, qz, chl cm-34-9957Matallana0.4350.3540.3970.3450.4010.3860.3970.3580.3860.419ill, chl, qz, ka, pyr, alb?, cal cm-58-9978Matallana0.4100.3620.4000.3910.4690.3230.4350.2780.2900.4510.4350.3430.296ill, chl, ka, qz, pyr, alb? cm-102-99104Matallana0.4520.4570.4290.4820.5810.4790.4190.4760.3710.4190.3340.329ill, ka, chl, qz, pyr, lep, calc cm-1-9922Alba1.0590.5210.3620.6390.885ill, qz, apatit? cm-4-9926Stefan0.7690.8050.8870.7901.0750.4020.3620.354ill, ka, ML, chl, qz, stilpnomelan? cm-6-9924Stefan1.1890.6540.5110.7850.3430.3160.327ill, ka, qz, jarosit? cm-9-9928Utrillas0.4950.3720.3640.4980.4000.4340.3750.335ka, ill, qz, sepiolit?, cal, goehtit? cm-19-9930Huergas0.9010.5541.0670.9610.3750.3370.336ka, ML, qz, ill cm-20-9944Sta Lucia1.5750.8440.9540.8011.3450.6850.4040.3870.366ka, ill, ML, qz, lep, cal? cm-38-9963La Vid1.1480.6000.7360.9040.7491.1220.4140.3870.346ka, ill, chl, lep, qz cm-57-9977La Vid0.6190.5640.8850.9341.0341.2510.4060.3820.349ka, ML, cal, ill, chl, qz cm-70-9983Huergas0.9631.1520.8010.8700.3730.3490.328ka, ML, ill, qz, alb? cm-139-99122La Vid0.8230.9190.8050.8290.3660.3290.318ka, ill, qz, chl ChloritKaolinit Mineral-ParageneseProbeLok.Formation
Illit
2000 (001)(002)(003)(004)(005)(001)(002)(003)(004)(005)(001)(003)(005) cmb-43-0024Bienvenidas0.60.870.8770.394ka, ill/smec, qz, chl, pyr cmb-45-0024Bienvenidas1.0410.6160.9320.3760.4390.4350.325ka, ill/smec, chl, lep cmb-46-0024Bienvenidas1.230.4890.8680.4940.7990.381ka, ill/smec, cal, qz, chl cmb-53-0032Bienvenidas1.0070.540.7510.3890.50.317ka, ill/smec, chl, qz, pyr cmb-12-009San José1.060.5610.9270.5230.3180.2850.265ka, ill/smec, qz, chl, pyr, alb cmb-13-009San José1.0210.5060.8690.5180.2980.2720.287ka, ill/smec, qz, goeth, cal? cmb-51-0031San José0.4430.3960.3760.3180.3050.411ill, chl, ka, qz, alb, Mg-cal cmb-36-0020Roguera0.3710.3210.3750.3450.239ill, chl, qz, ka, pyr, par, Mg-cal cmb-28-0016Roguera0.33ka, lep, ill/smec cmb-30-0017Roguera0.3370..3170.3440.3070.3450.275ill, chl, qz, alb, cal cmb-20-0012Casc.-Rog.0.4740.3770.4270.3690.499ill, chl, ka, qz, alb, cal, pyr, goeth cmb-08-008Casc.-Rog.0.510.4060.5320.3970.430.368ill, chl, qz, pyr, ka cmb-09-008Casc.-Rog.0.3450.3170.4320.3620.3760.324ill, chl, qz, alb, pyr, Mg-cal, ka cmb-33-0019Cascajo0.3770.3480.4630.3150.3630.251ill, chl, pyr, qz, lep cmb-34-0019Cascajo0.3680.3480.4310.3450.3450.321ill, chl, qz, alb, pyr, Mg-cal cmb-1B-002Pastora1.3190.5491.1290.5080.3190.302ka, ill/smec, qz, goeth, chl, cal, pyr cmb-05-006Pastora1.4890.9991.1230.3950.3430.329ka, ill/smec cmb-07-007Pastora0.6730.1180.357ka, ill/smec, qz, pyr, lep, goeth cmb-17-0010Pastora1.2810.6081.0760.4740.358ka, ill/smec, cal, qz, pyr, chl cmb-32-0018Pastora?1.2560.5050.8750.3650.368ill/smec, ka, qz, chl, pyr, cal cmb-59-0034Pastora1.1250.5621.016ill/smec?, hdrobiotite?, qz, ka, pyr, cal tm-4-0029Pastora0.3670.3830.488ill, ka, chl, pyr, qz, siderit? cmb-03-005Barrios1.6050.7840.9680.348goeht, ill/smec, ka, qz, celadonite? cmb-35-0019Formigosa0.4650.4360.580.4850.3850.396chl, ill, goeth, qz cmb-40-0022Oville0.8730.5270.767ill (chl, qz, pyr) cmb-41-0023St. Lucia0.4660.4210.368ka, ill/smec cmb-50-0031Portilla1.4270.5531.3020.263ill/smec, cal, ka, qz vb-01-0025Villablino0.6260.5090.5580.4470.4530.363ill/smec, ka, chl, pyr, qz, lep, alb vb-03-0026Villablino0.3870.3280.4330.3140.2960.341ill, chl, qz, ka, pyr, alb, Mg-cal vb-06-0027Villablino0.3620.340.4120.4010.3550.363ill, chl, goeth, qz, pyr, Mg-cal vb-08-0028Villablino0.4760.3940.4690.3050.27ill, chl, qz, ka, pyr, Mg-cal, alb vb-09-0028Villablino0.5130.4240.4951.0860.311ill, ka, chl??, pyr, qz ChloritKaolinit Mineral-ParageneseProbeLok.Formation
Illit